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摘要:本发明公开了一种微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法及系统。其方法包括步骤:S1、初设定微波微流体传感器通道优化区域并将其像素化为大小MxN的矩阵单元;S2、初始化程序参数值;S3、根据通道搜索方法构建多条个体微流体通道,以形成种群;S4、构建模型并进行仿真,根据仿真得到的数据计算个体微流体通道适应度值;S5、根据适应度值更新在迭代过程中的个体最优通道、群体最优通道以及每个矩阵单元被选择的概率;S6、判断迭代次数是否达到最大迭代次数;若否,则重复上述步骤S3‑S5,若是,则输出优化后的微流体通道数值。本发明能够较快、较可靠且自动得出性能优异的微波微流体传感器通道布局。
主权项:1.一种微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法,其特征在于,包括步骤:S1、初设定微波微流体传感器通道优化区域并将其像素化为大小MxN的矩阵单元;S2、初始化程序参数值;S3、根据通道搜索方法构建多条个体微流体通道,以形成种群;S4、构建模型并进行仿真,根据仿真得到的数据计算个体微流体通道适应度值;S5、根据适应度值更新在迭代过程中的个体最优通道、群体最优通道以及每个矩阵单元被选择的概率;S6、判断迭代次数是否达到最大迭代次数;若否,则重复上述步骤S3-S5,若是,则输出优化后的微流体通道数值;步骤S4中,对种群中的个体微流体通道适应度值Fcost评价函数的公式如下所示:Fcost=1-fr,loadedfr,unloaded其中,fr,loaded为装载待测液体时仿真数据中的谐振频率,fr,unloaded为未装载待测液体时仿真数据中的谐振频率;步骤S5中,个体最优通道更新的步骤包括:比较所有个体微流体通道当前适应度值与它们各自迭代过程中的最优适应度值,若当前适应度值更优,将当前适应度值记录为该个体微流体通道最优适应度值,并记录当前个体微流通道;群体最优通道的更新步骤包括:将所有个体微流体通道最优适应度值分别与种群在迭代过程中的群体最优适应度值比较,若存在某一个体微流体通道最优适应度值优于群体最优适应度值,将其记录为群体最优适应度值,并记录该个体微流体通道最优适应度值对应的微流体通道;每个矩阵单元被选择的初始概率均被设定为0.5,且步骤S5中所述矩阵单元被选择概率值的更新采用如下公式: 其中,概率提升因子prob_up=Fcost4,惩罚因子为prob_down=0.05,prob_rate为比例因子,且比例因子prob_rate的值介于1到2之间,fit[i]为每个个体微流体通道当前的适应度值,prob_value为某一矩阵单元当前的被选择概率值,Pbest[i]为每个个体微流体通道在迭代过程中的最优适应度值,Gbest为种群在迭代过程中的群体最优适应度值。
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